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le Sun 22 Feb 2009 à 18h 56
Fil initié par "Olivier-P"
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CLASSEMENT Les techniques
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Titre : [ RAW ] les signaux tous traités en numérique.
Le 10 septembre 2008


Le titre de ce fil est explicite, les constructeurs revendiquent depuis des années, améliorer la qualité des images, par les traitements numériques internes, pour délivrer un Raw, ou encore un Jpg boitier.

Nous nous intéresserons au Raw aujourd’hui. Ce signal codé selon une forme encore proche de ce que le capteur délivre de manière analogique, et qui n’a pas reçu encore les ordres dits de dématriçage. Les couleurs ne sont pas décodées totalement. La finesse du signal est accrue en codage ( 14 bits ) par rapport au fichier décodé proposé par les boîtiers ( 8 bits ). Beaucoup d’avantage, qui en font une espèce de «négatif numérique » car les couleurs ne sont pas fixées.

Evidemment les fichier Raw, ou les fichiers Jpg ( ou tiff etc ) sont de qualité globale presque identique. Chaque constructeur met son savoir faire dans l’apn en question, et le fichier décodés sont tous issus d’un Raw. C’est la fin logique de ce genre de fichier. L’intérêt de faire soi même les réglages finaux ( température de couleur, courbes, accentuation, récupération de blancs troués, et j’en passe ) est logique, c’est aisé à comprendre. Néanmoins, pour la qualité globale, les puces électroniques embarquées ont déjà fait leur travail en amont du Raw.

On imagine mal le constructeur faire une avancée seulement pour le jpg, ce serait cocasse, en pur logique.


1 De l’ignorance du public :

Néanmoins, chose absolument incroyable, certains amateurs sont convaincus que le Raw ne reçoit pas le travail d’amélioration des puces embarquées diverses ( ou DSP pour simplifier ). Ils croient qu’il s’agit non seulement d’un direct capteur ( de toute façon tout vient du capteur, c’est une évidence ) jamais amélioré !

Certains croient aussi que le signal n’est jamais débruité, que le signal est littéralement « pur ».

Pourtant Canon indique bien un premier traitement analogique, en sortie immédiate des Cmos (famille de capteurs les plus prisés actuellement), pour contrer les bruits connus et anciennement à la charge de cette technologie. C’est le « noise patern », il est créé en correction de signal analogique. Canon n’indique pas si ce traitement a aussi des traitements numériques seconds. Néanmoins c’est un premier travail acquis.

Ensuite les constructeurs indiquent que les processeurs images embarqués ( DIGIC*** par exemple pour Canon ) vont améliorer l’image analogique qui a été codé en numérique. Ce fichier mis à disposition alors des graphistes, le fameux Raw.

*** Digic et autres ont d’autres fonctions, c’est un véritable processeur regroupant plusieurs taches. Il se peut qu’il soit dédié seulement au jpg.


2 Comment prouver au public que les constructeurs ne mentent pas ?

Tout d’abord, il faut poser la question dans sa totalité. La quasi totalité du public admet la communication technique des marques.

Fort heureusement.

On ne parle même pas de la presse spécialisée, qui relatent ces faits depuis des lustres.

Une seule réponse.

Apporter des preuves.

Il est totalement impossible de prouver qu’un travail est natif si on ne possède pas la source ( sortie analogique des photons du capteur ), il est aisé par contre de prouver qu’un travail est manipulé.


3 Les preuves.

Elles sont légion. Et presque tous les connaissent, ou vont les reconnaître à leur énoncé.

Il y a des indices pour recouper aussi, de manière logique, en plus des preuves graphiques.


A Indice concordant.

Le premier indice est temporel.

Le raw arrivant dans la mémoire vive de l’apn, pour créer le Jpg, fait appel à une routine de travail, rapide. Cela prend un certain temps. Ensuite on doit compter le temps de transfert sur la carte mémoire de l’utilisateur ( CF, SD , etc ). Le poids du fichier Jpg est plus léger que celui du Raw.

L’autre solution, est garder le fichier Raw, ne pas créer de jpg. Transférer donc directement le Raw de mémoire vive à la carte mémoire. Le fichier Raw est plus lourd.

Prenons un exemple de mon Canon1D3, en bas iso le jpg fait 3 Ă  4 mo, le Raw 10mo. En haut iso, le jpg fait parfois 7mo, le Raw 15mo.

Or il y a qq chose qui cloche et qui doit attirer l’attention. Le Raw s’il était direct du capteur , sans passer par une manipulation numérique d’amélioration, doit mettre maximum le rapport de temps du Jpg à se transférer ( donc 2.5 fois plus lentement ), et disons encore un peu moins car contrairement au Jpg, il n’a pas à être fabriqué !

Juste le transfert, disons gentiment alors 2 fois moins vite seulement, en admettant que la puce qui a créé le jpg l’ait produite très rapidement. Ce qui cloche et doit attirer l’attention, c’est que les transferts des raw ne mettent pas 2.5, ou 2 fois plus de temps. Non ! 6 fois plus de temps pour le Canon1D3.

Et ce truc qui cloche se vérifie dans tous les apn. En proportion le soi disant Raw original, le mm qui vient de créer le jpg en un temps record, va mettre un temps infiniment supérieur à passer sur la carte mémoire, alors qu’il est déjà confortablement installé, et a déjà servi à faire le Jpg.

Les choses paraissent claires. Lui aussi doit subir un processus d’amélioration.

C’était déjà un premier indice.

A noter : c’est un indice logique.


B Traitement inégal d’un mm capteur.

On l’a dit, la presse l’a écrite, les utilisateurs l’ont remarqué. Les Sony 10MP CCD, qui ont produit qq bons apn de la génération précédente, avaient des fluctuations dans le résultat final des Raw ( et encore plus Jpg mais ce n’est pas le sujet ) d’après la marque qui s’en est servi.

Un célèbre magazine français, CI, note que le savoir faire numérique des ingénieurs de Nikon est supérieur à celui … du créateur lui mm du capteur ! C’est un peu normal note le journal, il faut aussi comprendre que ce n’est pas le même public visé. Nikon vise les experts.

De quoi était il question ? des manipulations les plus basiques : celles de la dureté du signal autrement nommée accentuation, donc sur la luminance, et aussi sur des opérations de gommage. L’apn était à la fois plus dur ( acc de luminance sur grandes lignes ) et avec moins de détails ( gommage excessif des aberrations ).

A noter : les traitement de luminance sont les plus communs sur les raw des apn, ils sont aussi de plus en plus subtils avec la qualité de l’apn.

A charge : on peut tempérer la deuxième remarque, sur les gommages, par un filtre PasseBas plus doux sur le Sony, qui possiblement infirme le raisonnement.



C Traitement différent de signal dans une mm gamme.

Nous voyons dans le point B, que les accentuations sur luminances distinguent les qualités, d’un mm capteur.

On peut aussi extrapoler cette observations sur différents engins d’une mm marque. Par exemple les Raw d’un 6mp grand public le 10D, sont plus pétants ( toujours luminance ) que ceux d’un 1D² ***.



*** Canon a d’ailleurs avoué publiquement avoir pratiqué l’accentuation sur les Raw du 10D et de qq reflex grand public, alors qu’il ne le faisait pas sur les 1Ds et 1D, appareil pro ( voir fil spécial sur ce sujet ).

Ce n’est évidemment pas une surprise pour un graphiste.


Parfois pour le grand public … si ! …Cela créé un mini scandale. En 2006, le remarquable site CUK , dirigé par notre ami suisse François Cuk, fait des séries d’articles qui défraie la chronique de ce site très populaire chez nos voisins. François a des raw meilleur ( !) avec son 350D. Déjà à la sortie du 1D², il s’émeut de la mollesse des fichiers, de la douceur. François est tombé dans le piège, neutralité et accentuation faible nativement sur le boîtier professionnel ne signifie pas forcément que le 350D est meilleur.

Pour la petite histoire j’ai les deux boitiers aussi, et j’envoie des fichiers à François qui finit par admettre un peu à regret que le 1D² pique terriblement aussi, mais qu’il est neutre d’abord.

A noter : les plus mous de tous les apn cmos sont les Raw des Canon 1D et 1DS, et les Nikon pro D3 et D700 , peut être encore moins accentués que les Canon pro.


D le cas le plus flagrant.

Plus encore que les accentuations de luminance, malgré tout légères dans les reflex apn, le cas le plus visible est celui des travaux sur chrominance. Et précisément d’un cas.

Celui des iso virtuels.

Cette indice comporte deux preuves dans le mm phénomène. D’une part vous avez un fichier inventé de toute pièce, déclaré en iso supérieur ( exemple le faux 6400iso du Canon qui est un 3200iso réel, sous exp ) alors que ce n’est plus une caractéristique analogique ( iso par ampli des capteurs ) mais logicielle, ce qui prouve s’il en était besoin que les constructeurs interviennent sur les Raw. On multiplie les valeurs, et on nettoie ce qu’on peut.

Et secondement le résultat du Raw créé en iso virtuel par une sous exposition, est bien meilleur que celui que l’on obtient en faisant nous mm la sous exposition avec l’iso inférieur. Exemple un 6400 iso Nikon ( réel lui ), descendu de deux exposition devient un 25 600 iso si on a fait la prise soi même. Le résultat est pitoyable.

Si l’apn fait son 25600, il nous rend un fichier « moins pire », comme disent les jeunes actuels, maniant les adverbes avec la licence de la liberté de l’age.

Les manipulations sont nombreuses, sur la luminance sans doute (pas certain ?), sur la chrominance surtout, et sur les effet de lignes parasites aussi de manière très spectaculaire cette fois. Le Raw est le produit d’un travail logiciel intense.

A noter : le maximum des traitements numériques sur les Raw sont effectués dans les fichiers extrêmes.


E Le tout ordinaire.

On en parlera un peu, mais de façon succincte, les Raw des compacts sont la foire d’empoigne de la photographie. C’est peut être bien de proposer des Raw sur des petits engins, néanmoins on trouve de tout, pour paraphraser les anciennes publicité d’un grand magasin parisien.

Gommés, lissés, durcis à l’extrême, on a le choix. Et pas toujours du meilleur.

Comme toujours pour prendre l’exemple des comparaisons, un Raw de 10D est infiniment moins musclé que les 6mp des jouets récents, ou des 8 à 12mp encore plus récents.

A noter : beaucoup de variables dans les traitements des Raw apn compacts.


F Les cas spéciaux.

On trouve des cas spéciaux, de manipulations des fichiers. Deux exemples, les anciens reflex Minolta 5D / 7D, et les Pentax.

Les Reflex Minolta avaient ( hélas marque historique disparue ) une particularité des raw et jpg, choix d’un ingénieur graphique, celui de créer un effet d’accentuation par un liseré ( effets de bords ) sombre, à l’inverse de ce qui se fait habituellement. Effet agréable pour les petits tirages, à ne pas abuser pour les grands.

Le cas des Pentax ressemble sans doute à ce qui se passe chez pas mal de constructeurs, mais qui ne le disent pas, n’ont jamais osé le dire. Pentax revendique lors des cramages, de réinventer les canaux adjacents en très haute saturations ( blancs ) pour éviter le cramage d’une part, et d’autres part une dominante délirante dans ce cramage ( exemple bout de nuage rose bonbon, ou vert pomme ). C’est une invention , de juste déduction. La puce de Pentax permet cela pour le Jpg boîtier, et le Raw est aussi neutralisé dans les saturations. Pas besoin d’actionner outre mesure dans un dématriceur externe, les fonctions de récupération de HL qui sont … exactement le mm algo soit dit en passant.

A noter : Un fichier Raw peut parfois signer un constructeur, de sa prouesse ou son génie.

A charge : le cas F est un indice faible car je n’ai pas gardé les peu de fichiers Raw Minolta , j’ignore si je pouvais annuler ou pas les effet de liseré noir du logiciel propriétaire ?



G Un cas grossier. Et peut être l’avenir …

Grossier pour des coupeurs de pixels en 4. Christian Buil, chercheur émérite et astronome a découvert que Nikon gommait des pixels isolés. Se référer au site. C’est un résultat indubitable. En fait totalement insignifiant pour les photographes, très ennuyeux pour les astronomes qui pourrait voir sauter une petite étoile . Contrairement à Canon qui diminue les erreurs de bruit, Nikon a pris le parti d’en supprimer purement et simplement qq pixels isolés. Dans les Canon, quand bien mm le bruit est faible, il subsiste toujours. A comparer des fichiers de 10D et 1D3, on retrouve la mm structure. Moins forte, mais présente. Nikon inaugure des éliminations drastiques. Le bénéfice est grand pour la photo, et a permis à la gamme D3 de donner un nouveau LA. On peut croire que Canon fera de mm, tôt ou tard.

Pour le graphiste, cela ne pose pas de problème, on est toujours en dessous du passe bas naturel de l’impression. La nature de la photographie n’est pas en cause.


A noter : encore un cas, poussé à son paroxysme cette fois, du travail des DSP.


Conclusion des preuves possibles :

L’indice du temps à sortir le Raw de la mémoire vive de l’apn, était déjà parlant. Ensuite c’est un florilège de recoupements , d’améliorations ou pas des photos, certaines qui font hurler des graphistes dont les hauts iso ( 800-3200 ) par les nettoyages de chroma, d’autres subtiles ( bas iso des boitiers pro ), ou les caricatures connues ( compact ), un tel florilège qu’il paraît inutile d’insister.

C’est certain qu’il ne sera jamais possible de calculer ces effets, et surtout pas sur des fichiers gris ou uniformes ou de dégradés lisses ( sic ), car par essence les algo intelligents se font sur des irrégularités ( avec seuil etc ) et une détection des points à travailler. Le problème est qu’il faudrait des graphistes pour créer les protocoles. Et de toute façon ce serait difficile à prouver entre les CA, les passe bas, ce qui est du pixel accentué ou pas.

L’autre chose impossible à trouver, est la correction parfaite opérée ( annulation de bruit de chroma ), les courbes techniques sont alors muettes, du fichier trafiqué à celui non trafiqué. Les constructeurs sont assez sages pour les apn de qualité, à corriger avec prudence. C’est toujours invisibles aux chartes de gris. Par définition un point aberrant, remplacé par un bon, ne peut pas affoler les mesures.

Nb : des testeurs ont évoqué les transformations toujours décelées sur fft, et un docteur en optique de nos amis a infirmé cette thèse par un algo invisible dans ce protocole.

Ne pas voir une transformation n’équivaut pas à une preuve, ce serait de toute façon une façon anti scientifique de contre démonstration.

Ne pas les calculer n’équivaut pas à ne pas les voir. Un ingénieur graphique devant deux fichiers de Alpha100 et D200 saura le dire. La machine non. Surtout si elle est pilotée par des non-graphistes.

Quand à démontrer que c’est possible puisque certains le font, mais que Canon par exemple ne le ferait pas ( ? ), équivaudrait à se tirer des balles dans le pied, par plaisir masochiste. Ceci n’est pas une preuve, c’est de la logique à améliorer toujours. J’accepte de l’ôter du raisonnement. Cela fait sourire néanmoins.

Admettons pour les très haut de gamme peut être, l’absence des effets d’accentuation en luminance, ou très peu ? peut être. Corriger le bruit ( chrominance en particulier ), inutile de le dire qu’il faudrait être fou pour en laisser, là où les concurrents l’ôtent.


La conclusion est donc que ces preuves sont des faits réels, rencontrés par les préparateurs de fichier, les connaisseurs simplement de l’art graphique.





4 Après des preuves citées, des exemples ?

Oui un exemple des cas cités, le plus compréhensible, celui des raw inventés et créés en iso virtuels par le DSP. Déjà tellement plus talentueux qu’une sous exp à faire en externe. Donc voici un 6400iso Nikon, et un 25600 du mm engin, studio mm scène.

www.photus.eu/img/raws_inventes_dsp.zip

Oui, chacun peut contribuer à apporter sa pierre à des observations générales, inutile de dire que je ne peux pas passer des fichiers raw de clients. Chacun peut s’amuser à échanger son Raw d’Apha avec un D200, ou demander à un ami de faire deux photos de son D700, une à 6400 ( dernière base réelle capteur ) et un 25600 de la mm scène comme je le donne. Chacun peut comparer le Raw du compact de son épouse avec celui d’un reflex de mm taille. Etc …

Et passer dans un dématriceur égal bien entendu.

Mieux, pour comparer en évitant les « touches personnelles » en couleur (profils perso de chaque apn ), dans Capture ONE, prendre alors un profil neutre ( choisir Adobe > DNG par défaut ).

Chacun aura compris que ce sont des éléments communs à tous, que je suis modeste à ne prendre que des exemples tangibles, que ce sont simplement des réalités de tous les jours.

6 Ceux qui réfutent …

On trouvera toujours un spécialiste pour sortir des calculs théoriques très complexes, et s’écrier au milieu du désert, thèse irréfutable en main : « il n’y a pas de sable dans le Ténéré, je suis formel ». Analogie avec une plaisanterie du comique "Coluche".

On changera la thèse du sable, par « mon fichier gris plat n’est pas accentué » et « ne produit pas les distorsions connues des accentuations. Donc il n’y a pas d’accentuation ». Nous en sommes là. La pauvreté des arguments des gens ne connaissant pas le graphisme est compréhensible, mais insuffisante, chercher de l’accentuation sur zone plate est inutile. Un logiciel est sélectif.

Je connais évidemment depuis des années ces manipulations, les simples amateurs diront « c’est tellement logique, mon raw de 6400 iso réel devient un 25600 iso virtuel, c’est tellement simple de constater que les ingénieurs jouent avec les raw par cet exemple à la portée de tous ». Ce qui est possible ici, l’est ailleurs et pour d’autres buts.

Les réfutations paraissent donc plus morales ( théorie de la pureté ) que scientifiques. Quant aux autre réfutations par absence, ce ne sont pas des protocoles scientifiques. Un simple exemple, l’athée dit je ne crois pas en dieu, il ne dit pas dieu n’étant pas tangible à mes yeux, il est scientifiquement prouvé qu’il n’est pas. La réfutation par l’absence est sans valeur.



5 Conclusion générale.


J’ai certainement oublié des dizaines de cas où les raw sont aidés, traités, améliorés, maquillés pour être beaux et fiers devant l’utilisateur final. Peu importe.

L’essentiel est que les constructeurs ne vous mentent pas. Ils étalent sur les places publiques les effets multiples et bienheureux de leur traitement numérique, pour les Raw, et évidemment les jpg. Sony est le champion de ces revendications d’ailleurs, voir leur site sur les raw et deux manip en entrée et sortie après codage.
http://www.sony.fr/hub/dslr

C’est devenu carrément un cheval de bataille médiatique, avec des noms percutants, pour communiquer auprès du public. Pire ou mieux, ce qui se faisait avant dans des logiciels spécialisés ( anti bruit drastique en extrême iso avec Neat image, Ninja, etc) est passé dorénavant DANS les puces DSP ( en plus léger tt de mm ! ), et le bienfait est vraiment notable, avec des créations logicielles étonnantes, des iso à 25600 dans des raw construits sur base 6400. Que dire ! c’est formidable, les extrêmes iso ne sont pas parfaits, sont néanmoins utilisables et … sont aussi devenus un enjeu commercial. On peut saluer les travaux sans doute moins tape à l’œil, qui font que le 800 iso du Nikon D3 de maintenant équivaut au 100 iso d’un Nikon D100 par exemple. En 6 ans. Les ombres d’un 40D, supérieures en qualité à celles d’un 5D, engin fabuleux s’il en fut.

Progrès dans les corrections en signal du Cmos ( corrections électriques analogiques ) en plus ? toujours meilleures ? Certainement oui. Pourquoi pas. C’est impossible à travailler sur cette hypothèse seule en certitude, que les grandes évolutions récentes le seraient par là « uniquement ». La seule prouvable était donc celle des manips nombreuses numériques, possibles et tangibles, observables. Et aussi de l’indice du temps long à créer le raw, alors qu’il est déjà en mémoire pour les jpg.

Ce sont des faits. Donc des faits.

Les constructeurs traitent les Raw dans les DSP ( ordinateurs ) embarqués, pour améliorer l’image. C’est une information et un fait incontournable.

C’est leur travail, aux ingénieurs images, qu’il faut admirer.
Et un mot seulement, un mot Ă  eux, bravo.


Bonnes photos Ă  tous.
Amitiés Olivier


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